專家精講:感應加熱電源的三種調功方法
發布時間:2015-07-27 責任編輯:echolady
【導讀】感應加熱電源的調功方式主要有三種,分別是晶閘管線控整流法、直流斬波調功法、移相脈衝寬度法,本文就這三種調功方式進行詳細的解說。幫助大家充分了解調功的方法和運行操作的原理。
晶閘管線控整流法
有關於感應加熱電源的功率調節方式,目前我們可以將其分為兩大類:直(zhi)流(liu)調(tiao)功(gong)方(fang)式(shi)和(he)逆(ni)變(bian)調(tiao)功(gong)方(fang)式(shi)。直(zhi)流(liu)調(tiao)功(gong)是(shi)對(dui)逆(ni)變(bian)器(qi)直(zhi)流(liu)側(ce)的(de)輸(shu)入(ru)電(dian)壓(ya)進(jin)行(xing)調(tiao)節(jie),達(da)到(dao)調(tiao)節(jie)感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)電(dian)源(yuan)的(de)輸(shu)出(chu)功(gong)率(lv)的(de)目(mu)的(de)。直(zhi)流(liu)調(tiao)功(gong)主(zhu)要(yao)有(you)晶(jing)閘(zha)管(guan)相(xiang)控(kong)整(zheng)流(liu)調(tiao)壓(ya)調(tiao)功(gong)和(he)直(zhi)流(liu)斬(zhan)波(bo)調(tiao)壓(ya)調(tiao)功(gong)兩(liang)大(da)類(lei)。逆(ni)變(bian)調(tiao)功(gong)是(shi)指(zhi)通(tong)過(guo)對(dui)逆(ni)變(bian)器(qi)開關管的控製,來實現輸出功率的調節。
zailejielezhejizhongzhuyaodetiaogongfangfahou,benwenzhuyaoweidajiajiandanjieshaodeshijingzhaguanxiangkongzhengliujishu,xiamianjiulaikanzhezhongfangfadouyounaxieyouquedian。zhongsuozhouzhi,PFM、PS-PWM是移相逆變調功最為常見的一種方式,其中PFM又被叫做脈衝頻率調製調功,PS-PWMzezhideshiyixiangmaichongkuandutiaozhitiaogong。ganyingjiarexitongtongchangcaiyongdeshisanxiangqiaoshikongzhizhenggedianliu。jingzhaguanxiangkongzhengliujishushizhitongguotiaojiejingzhaguandedaotongjiao,shiqishuchudianyazhilianxuketiao,shixianxitongdegonglvtiaojie,ruxiatusuoshi。

圖1為晶閘管相控整流技術設計
這(zhe)種(zhong)使(shi)用(yong)晶(jing)閘(zha)管(guan)相(xiang)控(kong)整(zheng)流(liu)技(ji)術(shu)進(jin)行(xing)感(gan)應(ying)加(jia)熱(re)電(dian)源(yuan)調(tiao)功(gong)的(de)方(fang)法(fa)具(ju)有(you)成(cheng)本(ben)低(di)的(de)優(you)勢(shi),技(ji)術(shu)也(ye)相(xiang)對(dui)比(bi)較(jiao)成(cheng)熟(shu)。唯(wei)一(yi)美(mei)中(zhong)不(bu)足(zu)的(de)是(shi),晶(jing)閘(zha)管(guan)相(xiang)控(kong)整(zheng)流(liu)調(tiao)壓(ya)電(dian)路(lu)在(zai)控(kong)製(zhi)角(jiao)較(jiao)大(da)的(de)情(qing)況(kuang)下(xia),輸(shu)入(ru)功(gong)率(lv)因(yin)數(shu)很(hen)低(di),輸(shu)入(ru)電(dian)流(liu)波(bo)形(xing)為(wei)尖(jian)峰(feng)脈(mai)衝(chong),諧(xie)波(bo)含(han)量(liang)很(hen)高(gao),對(dui)電(dian)網(wang)形(xing)成(cheng)了(le)較(jiao)大(da)的(de)汙(wu)染(ran)。而(er)且(qie)晶(jing)閘(zha)管(guan)整(zheng)流(liu)調(tiao)壓(ya)電(dian)路(lu)的(de)EMI非常大,對周邊的電氣設備以及自身的控製電路將產生較大幹擾。因此,晶閘管相控整流電路一般應用在早期的感應加熱係統中。
直流斬波調功法
在(zai)加(jia)熱(re)電(dian)源(yuan)的(de)調(tiao)功(gong)過(guo)程(cheng)中(zhong),直(zhi)流(liu)斬(zhan)波(bo)調(tiao)壓(ya)調(tiao)功(gong)法(fa)是(shi)一(yi)種(zhong)比(bi)較(jiao)常(chang)見(jian)的(de)調(tiao)功(gong)技(ji)術(shu)。運(yun)用(yong)這(zhe)種(zhong)方(fang)法(fa)調(tiao)功(gong)的(de)原(yuan)理(li)是(shi)在(zai)直(zhi)流(liu)母(mu)線(xian)側(ce)采(cai)用(yong)降(jiang)壓(ya)斬(zhan)波(bo)電(dian)路(lu),通(tong)過(guo)改(gai)變(bian)占(zhan)空(kong)比(bi)的(de)大(da)小(xiao)來(lai)調(tiao)節(jie)直(zhi)流(liu)輸(shu)出(chu)電(dian)壓(ya)Ud,實現對輸出功率的調節。下圖所示即為采用直流斬波調壓調功的感應加熱電源的主電路。

圖2為采用直流斬波調壓調功方案的主電路
從cong采cai用yong直zhi流liu斬zhan波bo調tiao壓ya調tiao功gong方fang案an的de電dian路lu圖tu中zhong,我wo們men可ke以yi比bi較jiao清qing楚chu的de看kan出chu,這zhe種zhong調tiao功gong方fang式shi采cai用yong的de是shi二er極ji管guan不bu可ke控kong整zheng流liu電dian路lu,和he以yi前qian的de晶jing閘zha管guan相xiang控kong整zheng流liu電dian路lu相xiang比bi提ti高gao了le電dian網wang側ce功gong率lv因yin數shu,減jian小xiao了le對dui電dian網wang的de汙wu染ran,因yin此ci這zhe種zhong調tiao功gong方fang法fa在zai工gong業ye係xi統tong中zhong是shi比bi較jiao常chang見jian的de。
但是這種調功方法也有其自身的缺陷,比較明顯的一個缺點就是當Buckdianluzhongdegonglvkaiguanqijianzaijietongheduankaishi,zaiqiqijianshangtongshicunzaidianyahedianliu,youcisuozaochengdesunhaobijiaoda,suoyibushiyuyingyongzaigaopinjidarongliangxitongzhong。ciwai,youyuganyingjiaredianyuanxuyaozengjiaewaidezhanbodianlujiqixiangyingdekongzhihuilu,caiyongzhezhongfangfajinxingtiaogongyerongyizaochengchengbendetigao,zheshigongchengshiheshengchanshangdouxuyaozhuyideyigewenti。
移相脈衝寬度法
在zai感gan應ying加jia熱re電dian源yuan的de調tiao功gong過guo程cheng中zhong,作zuo為wei一yi種zhong比bi較jiao實shi用yong的de技ji術shu,移yi相xiang脈mai衝chong寬kuan度du調tiao功gong法fa在zai基ji礎chu的de加jia熱re電dian源yuan調tiao整zheng方fang麵mian應ying用yong範fan圍wei比bi較jiao廣guang泛fan。其qi操cao作zuo原yuan理li是shi通tong過guo改gai變bian電dian角jiao度duΦ調節輸出電壓,從而調節輸出功率。這種調功方式是控製主電路中逆變器四個開關器件VT1—VT4驅動脈衝來實現的,如下圖所示。

圖3為PSPWM控製時觸發脈衝波形
從上圖的控製觸發脈衝波形圖中,我們可以比較清楚的看到,圖中的VT1、VT3不同時導通,VT1先導通而VT3後導通,兩者相差電角度Φ,VT4、VT2分別滯後於VT1、VT3180O。通過調節電角度Φ。實現功率的連續調節,並有較寬的功率調節範圍,並且開關器件損耗小。
盡管使用移相脈衝寬度調功法進行感應加熱電源的調功操作,具有損耗小、簡jian便bian易yi行xing等deng優you勢shi,但dan是shi不bu可ke忽hu視shi的de一yi點dian是shi,使shi用yong該gai種zhong方fang法fa容rong易yi造zao成cheng諧xie波bo幹gan擾rao嚴yan重zhong的de情qing況kuang。因yin為wei在zai輕qing載zai狀zhuang態tai時shi,電dian角jiao度du增zeng大da,輸shu出chu電dian壓ya脈mai衝chong寬kuan度du變bian小xiao,輸shu出chu電dian流liu變bian成cheng近jin似si三san角jiao波bo,進jin而er會hui使shi諧xie波bo成cheng分fen嚴yan重zhong。除chu此ci之zhi外wai,使shi用yong該gai方fang法fa調tiao功gong的de加jia熱re電dian源yuan在zai正zheng常chang工gong作zuo時shi,由you於yu該gai電dian路lu需xu要yao通tong過guo鎖suo相xiang電dian路lu使shi逆ni變bian器qi工gong作zuo在zai諧xie振zhen狀zhuang態tai,實shi現xian頻pin率lv跟gen蹤zong有you一yi定ding難nan度du,因yin此ci容rong易yi發fa生sheng失shi鎖suo的de現xian象xiang。這zhe也ye是shi工gong程cheng師shi需xu要yao在zai平ping時shi多duo加jia注zhu意yi的de一yi個ge問wen題ti。
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